CN101423641A - 一种硬质pvc共挤仿木纹室外家具型材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材及其制备方法。本发明提供一种硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材，由基材和包裹基材的面料组成。本发明一方面还提供一种上述型材的制备方法，包括下列步骤：底料混合、面料混合、基材成型、共挤机挤出。本发明所述硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材外观酷似木材，可在各种条件下用作木材的替代品，其制造工艺简单，原材料易得且成型过程中产生的报废料可重新回收利用，符合国家的环保循环产业发展政策，是木材等一次性不可再生材料良好的替代品。

Description

一种硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材及其制备方法。
背景技术
室外家具是指在室外或半室外空间中使用的家具，主要类型是桌椅类家具，适应于公园、路边、广场、阳台、海滨浴场和泳池等场所。室外家具应具备良好的抗御气候能力和绝对防水性能，目前室外家具大部分采用木材建造而成，其表面颜色单调需经印刷、喷涂、覆膜等二次加工处理。用木材制造室外家具型材具有质轻、美观等一系列优点，但我国是个森林资源比较匮乏的国家，大量的砍伐森林会危害到子孙千代的长远利益，是我国法律明令禁止的。并且木材由于其身结果等原因，在使用过程中易吸水而腐烂，而且在室内使用时因易燃而引起火灾等一系列隐患，因此在使用之前必须对其进行处理，如在木材表面涂层防水漆或加防腐剂经特殊工艺制成防腐木，但后者从环保角度来说是不允许的，因为工业防腐剂中含有大量对人体有害的物质-甲醛，而二次加工处理浪费大量的人力、物力，增加了其制造成本。
人们逐步转向塑料和木塑等木材替代材料来制作室外家具，但是，现有的塑料和木塑复合材料制备技术还存在许多不足，例如：外观木质感差，仿木效果不佳；成本偏高，从而影响了推广使用。
中国专利申请200610052988.1公开了一种外观似木的木塑复合材料及其制备方法。该发明采用机械方法，将木塑复合材料表面打磨掉或刷掉一薄层，形成类似于粗糙木板表面的纵向纹路，得到一种外观似木的木塑复合材料。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提高塑料和木塑等木材替代材料的仿真木效果，为此本发明提供一种外观似木的硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材及其制备方法。
一种硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材，由基材和包裹基材的面料组成，其中，
基材(底料)由下列重量比的原料制备而成：
PVC树脂：100份、轻质碳酸钙：5～15份、CZ-67(钙锌复合稳定剂)：2～6份、钛白粉：2～4份、聚乙烯蜡：0.5～1份、硬脂酸：0.5～1份、抗紫外线剂：0.1～1份；
其面料由下列重量比的原料制备而成：
PVC树脂：100份、CZ-67(钙锌复合稳定剂)：3～6份、环氧大豆油：1～3份、钛白粉：2～4份、聚乙烯蜡：0.5～1.5份、硬脂酸：0.5～1.5份、色母粒：1～5份。
在本发明实施方案中，所述基材中PVC树脂优选SG-5或S-1000。
在本发明实施方案中，所述面料中PVC树脂优选SG-6或S-800。SG-6和S-800均为流动性较好的PVC树脂物料，挤出时其表面光滑无毛刺。
在本发明一实施方案中，所述基材由下列重量比的原料制备而成：PVC树脂(SG-5，S-1000)：50份、PVC废旧制品再生料：50份、轻质碳酸钙：5～10份、CZ-67(钙锌复合稳定剂)：2～4份、钛白粉：2～6份、聚乙烯蜡：0.2～0.5份、硬脂酸(1801)：0.2～0.5份、抗紫外线剂：0.1～0.5份。
在本发明一实施方案中，所述面料的厚度为0.2-0.3mm。
色母粒是把超常量的颜料(染料)均匀载附于树脂中而得到的聚集体，其主要构成：颜料、分散剂、载体树脂。
在本发明实施方案中，所述色母粒的载体树脂优选为高分子量PVC树脂，最优选SG-3。
在本发明实施方案中，所述色母粒的颜料优选为铁系颜料。该铁系颜料着色剂有铁黄、铁红、铁棕、铁黑等从浅至深数十种颜色可供选用，可调成与各种木材及油漆的常见颜色，颜色仿木效果好；再则铁系颜料比较稳定，耐侯性好，不容易褪色，特别适用于室外装饰用防腐木的替代品；三是铁系颜料价格低廉，着色成本低，易于推广。
本发明一方面还提供一种上述硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材的制备方法，包括下列步骤：
a)底料混合：取PVC树脂加入到高搅机中高速搅拌，物料温度升至80℃时加入钙锌复合稳定剂高速搅拌至温度100-120℃时加入其他助剂，再搅拌5分钟下料冷混至50℃放料密封储藏；
b)面料混合：取PVC树脂加入到高搅机中高速搅拌，物料温度升至80℃时加入钙锌复合稳定剂和环氧大豆油高速搅拌至温度100℃时加入色母粒和其他助剂，再搅拌5分钟下料冷混至50℃放料密封储藏；
c)基材成型：混好的基料用锥形双螺杆挤出机挤出成型基材；
d)共挤机挤出：将混好的面料用单螺杆挤出机在基材表面共挤一层硬质PVC面料。
本发明所公开的制备方法的原理为：利用分子量不同的PVC树脂，分别做成色母粒和基料，色母粒的流动性较差，基料的流动性相对较好，在这种差异作用下，物料挤出时形成木纹，得到了良好的仿原始真木材的效果。而无需象中国专利申请200610052988.1所采用机械方法而得到一种外观似木的效果，减少了工艺步骤、节约了人力物力。
本发明所述硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材外观酷似木材，可在各种条件下用作木材的替代品，其中特别适合于用作替代室外园林景观装饰用的木材，如可用作室外地板、栅栏、扶手、花箱、垃圾箱、凉亭、木屋、阳台、楼梯、墙板等。
本发明所述的硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材，其核心技术即硬质PVC共挤成型加工技术，立柱的基材原料可以是硬质PVC废旧制品的回收料，也可以是PVC树脂(SG-5或S-1000)，对硬质PVC废旧制品的重新回收利用，既避免了废弃物的随意丢弃而造成环境污染，又降低了室外家具型材的生产成本。本发明的硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材是一种环保、无毒表面不需二次处理的新型建筑材料，其制造工艺简单，原材料易得且成型过程中产生的报废料可重新回收利用，符合国家的环保循环产业发展政策，是木材等一次性不可再生材料良好的替代品。
附图说明
图1基材成型时其料流走向示意图。
图2-7共挤机挤出时其料流走向示意图。
图8硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，进一步阐明本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。比例和百分比基于重量，除非特别说明。
实施方案1：基料混合
(1)、取100份PVC树脂(SG-5或S-1000)加入到高搅机中高速搅拌(依靠物料和搅拌桨、锅壁之间的摩擦升温，搅拌桨片分上下两层，高速搅拌是主电机转速为1470r/min)，物料温度升至80℃时加入钙锌复合稳定剂高速搅拌至温度100℃时加入其他助剂，再搅拌5分钟下料冷混至50℃放料密封储藏。
(2)、取50份硬质PVC废旧制品的再生料和50份PVC树脂(SG-5或S-1000)加入到高搅机中高速搅拌(依靠物料和搅拌桨、锅壁之间的摩擦升温，搅拌桨片分上下两层，高速搅拌是主电机转速为1470r/min)，物料温度升至80℃时加入钙锌复合稳定剂高速搅拌至温度120℃时加入其他助剂，再搅拌5分钟下料冷混至50℃放料密封储藏。
实施方案2：面料的混合
取100份PVC树脂(SG-6或S-800)加入到高搅机中高速搅拌(依靠物料和搅拌桨、锅壁之间的摩擦升温，搅拌桨片分上下两层，高速搅拌是主电机转速为1470r/min)，物料温度升至80℃时加入钙锌复合稳定剂和环氧大豆油高速搅拌至温度100℃时加入色母粒和其他助剂，再搅拌5分钟下料冷混至50℃放料密封储藏。
实施方案3：硬质PVC凉亭共挤出成型
主机挤出工艺：
参见图1/2，将混好的基料(底料)从底料流道入口(2)进入65锥形双螺杆挤出机挤出成型，其料流走向见附图1，挤出工艺如下：主机转速：40～45r/min，喂料转速：10～15r/min，熔体压力：25～35MPa，机筒1区：175～170℃，机筒2区：175～170℃，机筒3区：165～160℃，机筒4区：145～140℃，合流芯：165～160℃，模具区：180～190℃。
(注：主机的技术参数：螺杆直径：65/132，螺杆有效长度：1440mm，硬质PVC管材、门窗专用挤出成型设备)
共挤机挤出工艺：
将混好的面料用单螺杆挤出机在主型材(基材)表面共挤一层0.2～0.3mm硬质PVC面料，共挤面料的流道走向见附图1、3、4、5、6、7，面料由流道入口(1)到共挤面层流道(1-1)、(1-2)，附图7的模块是由两个成型块组成，靠近挤出机模头的成型块尺寸比第二块尺寸小0.2～0.3mm，他们的接口处是共挤面层流道的进口，共挤面料由此接缝出进入共挤面层流道，在立柱表面共挤一层0.2～0.3mm硬质PVC面料：其共挤工艺参数如下：
主机转速：10～20r/min，机筒1区：135～140℃，机筒2区：140～145℃，机筒3区：160～165℃，机筒4区：165～170℃
(注：共挤机参数：螺杆直径为45，螺杆长径比：22～25∶1)
参见图8，所产出的硬质PVC凉亭包括一层0.2～0.3mm硬质PVC面层(3)和基材(4)。
本发明的范围不受所述具体实施方案的限制，所述实施方案只欲作为阐明本发明各个方面的单个例子，本发明范围内还包括功能等同的方法和组分。实际上，除了本文所述的内容外，本领域技术人员参照上文的描述和附图可以容易地掌握对本发明的多种改进。所述改进也落入所附权利要求书的范围之内。上文提及的每篇参考文献皆全文列入本文作为参考。

Claims (13)

1、一种硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材，由基材和包裹基材的面料组成，其中，
基材由下列重量比的原料制备而成：
PVC树脂：100份、轻质碳酸钙：5～15份、钙锌复合稳定剂：2～6份、钛白粉：2～4份、聚乙烯蜡：0.5～1份、硬脂酸：0.5～1份、抗紫外线剂：0.1～1份；
其面料由下列重量比的原料制备而成：
PVC树脂：100份、钙锌复合稳定剂：3～6份、环氧大豆油：1～3份、钛白粉：2～4份、聚乙烯蜡：0.5～1.5份、硬脂酸：0.5～1.5份、色母粒：1～5份。
2、根据权利要求1所述硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材，其特征在于所述基材中PVC树脂可为SG-5或S-1000。
3、根据权利要求1所述硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材，其特征在于所述面料中PVC树脂可为SG-6或S-800。
4、根据权利要求1所述硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材，其特征在于所述基材由下列重量比的原料制备而成：
PVC树脂：50份、PVC废旧制品再生料：50份、轻质碳酸钙：5～10份、钙锌复合稳定剂：2～4份、钛白粉：2～6份、聚乙烯蜡：0.2～0.5份、硬脂酸：0.2～0.5份、抗紫外线剂：0.1～0.5份。
5、根据权利要求1所述硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材，其特征在于所述面料的厚度为0.2-0.3mm。
6、根据权利要求1所述硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材，其特征在于所述色母粒的载体树脂为高分子量PVC树脂。
7、根据权利要求1所述硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材，其特征在于所述色母粒的载体树脂为SG-3。
8、根据权利要求1所述硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材，其特征在于所述色母粒的颜料为铁系颜料。
9、一种权利要求1所述硬质PVC共挤仿木纹室外家具型材的制备方法，包括下列步骤：
a)底料混合：取PVC树脂加入到高搅机中高速搅拌，物料温度升至80℃时加入钙锌复合稳定剂高速搅拌至温度100-120℃时加入其他助剂，再搅拌5分钟下料冷混至50℃放料密封储藏；
b)面料混合：取PVC树脂加入到高搅机中高速搅拌，物料温度升至80℃时加入钙锌复合稳定剂和环氧大豆油高速搅拌至温度100℃时加入色母粒和其他助剂，再搅拌5分钟下料冷混至50℃放料密封储藏；
c)基材成型：混好的基料用锥形双螺杆挤出机挤出成型基材；
d)共挤机挤出：将混好的面料用单螺杆挤出机在基材表面共挤一层硬质PVC面料。
10、根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于步骤c)的工艺如下：主机转速：40～45r/min，喂料转速：10～15r/min，熔体压力：25～35MPa，机筒1区：175～170℃，机筒2区：175～170℃，机筒3区：165～160℃，机筒4区：145～140℃，合流芯：165～160℃，模具区：180～190℃。
11、根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于步骤d)的工艺如下：主机转速：10～20r/min，机筒1区：135～140℃，机筒2区：140～145℃，机筒3区：160～165℃，机筒4区：165～170℃.
12、根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于步骤d)中单螺杆挤出机模块是由两个成型块组成，靠近挤出机模头的成型块尺寸比第二块尺寸小0.2～0.3mm，他们的接口处是共挤面层流道的进口。
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